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AHPManual - 이글루스

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AHP Manual<br />

http://yjhyjh.egloos.com<br />

by 딸기우유


AHP Manual<br />

http://yjhyjh.egloos.com<br />

2006-05 ∼ 2006-08<br />

by 딸기우유


AHP Analytic Hierarchy Process . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1<br />

엑셀MS Excel을 이용한 AHP 활용 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6<br />

AHP 수행시 다수의 의견을 합산하는 법 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11<br />

i


AHP (Analytic Hierarchy Process)<br />

2006-05-19 17:43:38<br />

AHP(Analytic Hierarchy Process)는 가중치를 산정할때더없이좋은도구(tool)이<br />

다.<br />

난 이 기법이 전문가 의사결정에 빠질 수 없는 것이라고 생각한다. 과학적/수학<br />

적 근거가 튼튼하여 보고를 해도 자신감을 실어준다.<br />

AHP는 두뇌가 단계적 또는 위계적 분석과정을 활용한다는 사실에 착안하여<br />

Thomas L. Saaty교수가 고안한 계산모델이다. 이것은 의사결정의 전 과정을<br />

다단계로 나눈 후 이를 단계별로 분석 해결함으로써 최종적인 의사결정에 이르<br />

는 방법으로, 굳이 한글로 번역하여, ’계층 분석 과정’이라고 불리기도 한다.<br />

웹서핑하면 제법 많은 AHP 관련내용이 쏟아진다. 하지만, 정작 그걸 보고 적용<br />

할 수 있을까하면 아닌 것 같다.<br />

이미 몇번 실전에서 써본 나도, 리마인드를 좀 하려고 들여다보면 별 쓸데없는<br />

소리만 있고 실제 사용을 위한 중요한 정보는 보기 힘들다.<br />

AHP는 행렬을 이용한 가중치 산정법이라고도 볼 수 있다.<br />

그 절차를 예를 들어서 4개의 스탭으로 설명해보려 한다.<br />

나는 현재 3개의 학교(A, B, C)를 놓고 어느학교로 진학할지 고민하고 있다... 재<br />

밌는 것은 의외로 많은 사람이 그렇듯이 본인이 정말 뭘 원하는지 정확하게 모<br />

르는 상태라는 것이다.<br />

뭔가 하나를 꼭 찝어서 결정해야 하는데, 이걸보면 이게 좋고 저걸 보면 저게 좋<br />

은 이순간! 나의 뇌는 생각을 조각내어 Bottom up방식으로 접근하게 된다.<br />

그걸 쭉 적어보니 학업, 교유, 학교생활, 학비, 진로, 위치 라는 요소들이 나의 학<br />

교에 대한 만족도를 결정짓는 요소(Factor)인 것 같다. 3개의 학교에 대해 6개<br />

의 요소를 고려해야 하는 상황이다. 경우의 수는 18가지가 된다.<br />

이 상황을 정리해보면 Figure 1.과 같다.<br />

1 | http://yjhyjh.egloos.com


Figure 1 ><br />

오오... 한 학교에 대해서 6개씩 묶어서 세번이나 생각하려니 머리가 뽀개질<br />

것 같다. 게다가 상호 비교도 잘 안되는 것 같구, 자꾸 헷깔리기 까지 하다.<br />

사실 이것은 당연한 현상인데, 그것은 보통의 인간의 뇌는 순간적으로 7∼8개<br />

의 숫자만을 기억할 수 있기 때문이다. 이게 이름하여 매직넘버 세븐(Magic No.<br />

7) 이론다. 전화번호가 7∼8자리인 것도 이런 이론에 기초하고 있다는 사실도<br />

덤으로 알아두는 센스!<br />

암튼 난 보통사람이라 한번에 7개 기억해서 비교하는 것이 힘든데, 내 앞에는<br />

무려 18개의 경우의 수가 서로 비교해 달라고 하고 있다.<br />

어찌어찌 해서 할 수는 있겠지만, 그 정확성은 보장 못하겠다.<br />

하지만, Factor 두 개를 상호 비교하는건 쉽다. 이게 이름하여 쌍대비교이며,<br />

AHP의 방식이다.<br />

학업에 대해서 3개 학교를 쌍대비교 해보자. 학업적 측면에서 ’A가 B보다 좋은<br />

가’, ’A가 C보다 좋은가’, ’B가 C보다 좋은가’의 세가지 쌍대비교가 존재한<br />

다. 이 각각에 대한 답을 내는건 어렵지 않다.<br />

이런식으로 6개 Factor에 대해 모두 수행하면, 어느덧 모든 Factor와 학교를 다<br />

다루게 된다. 훨씬 쉽다.<br />

A와 B를 쌍대비교하게되면, 자연스럽게 B와 A도 비교결과는 나와버린다. A가<br />

B를 2배만큼 좋아하면 B는 A보다 1/2만큼만 좋은 것이다. 즉, 역수를 취하면 된<br />

다. 이런 원리로, 쌍대비교 결과는 행렬로 정리된다. 그 내용을 정리하면 Figure<br />

2.와 같다.<br />

AHP Manual | 2


Figure 2 ><br />

3 by 3 쌍대비교 행렬에서는 자기기리의 비교는 당연히 1이 되고, 반대방향<br />

비교는 역수가 되므로, 실제로는 3번의 비교만 수행하면 9칸이 모두 채워진다.<br />

여기에 상위에서 6개 Factor간에도 쌍대비교를 실시한다. 예를 들면, 나에게 있<br />

어 학비와 위치 중 어떤 요소가 더 중요한지를 알아볼 필요가 있는 것이다. 이것<br />

도 총 30개의 행렬 cell을 채워야 하지만, 실제로 비교는 15회만 하게 된다.<br />

쌍대비교 행렬은 자체적으로 행렬 곱을 연산해서, 상호 중요도를 수학적으로<br />

도출할 수 있는 매력을 가진 행렬이다.<br />

계산법은 Figure 3.에서 나타낸 바와 같이 (1) 두 행렬을 곱하여, (2) 행간을 더<br />

한 행렬을 구한 다음, (3)전체 합에서 각 행의 비율을 산정하는 것이다.<br />

< Figure 3 ><br />

3 | http://yjhyjh.egloos.com


결과 값으로는 0에서 1사이의 숫자가 나오는데, 이건은 전체 합이 1이 되는 상<br />

대적 가중치가 된다.<br />

Figure 3.의 예에서 Factor 1의 중요도는 0.15, Factor 2의 중요도는 0.60, Factor<br />

3의 중요도는 0.25이다. Factor 2가 가장 중요하고, Factor 3 다음에 Factor 1 순<br />

서로 중요하다는 의미이다. 뿐만 아니라 Factor 2는 Factor 1보다 4배 더 중요하<br />

다라는 논리비교도 가능하게 해주는 매우 유용한 가중치이다. 몽땅 더하면 1이<br />

되니 모든 Factor를 공평하게 비교했다는 반증도 된다.<br />

그냥 통밥으로 Factor 1, 2, 3의 중요도를 고민해서 만든 결과와 그 객관성에서<br />

수준차이가 날 것이다.<br />

다시, 예제로 돌아가보자. 이제 우리가 만들었던 총 7개의 쌍대비교행렬을 모<br />

조리 Figure 3.의 로직을 이용해서 각 Factor간 가중치를 산정해내자.<br />

그리고, 각 학교에 대한 6개의 Factor의 가중치 합을 구해본다. 계산식은 Figure<br />

4.와 같다.<br />

< Figure 4 ><br />

AHP Manual | 4


마지막으로, 당연히 중요도 값이 가장 높게 나오는 학교를 선택하면 된다.<br />

중요도가 가장 높게 나오는 학교가 6개의 Factor측면에서 다른 2개의 학교보다<br />

종합적으로 최고의 만족도를 안겨줄 것이 객관적으로 증명된 것이기 때문이다.<br />

매우 매력적이지 않은가<br />

다만, 이런 time consuming 작업들은 사람이 할 짓은 못된다.<br />

그런 의미에서, 다음 포스트인 "엑셀(MS Excel)을 이용한 AHP 활용"에서는 엑<br />

셀을 사용하여 보다 쉽고 편리하게 AHP를 구사하는 방법을 설명하도록 하겠<br />

다.<br />

또한, AHP를 수행하기 위해서는 다수의 전문가로부터 AHP 입력을 위한 설문<br />

조사결과를 취합하여 이용해야 한다.<br />

이를 어떻게 처리하는 가에 대해서는 "AHP 수행시 다수의 의견을 합산하는<br />

법"에서 설명해두었다.<br />

P.S.<br />

AHP(AnalyticHierarchy Process) 기법 완전정복포스트(http://yjhyjh.egloos.com/366791)에<br />

서 AHP Manual 파일을 다운로드 받으실 수 있습니다.<br />

5 | http://yjhyjh.egloos.com


엑셀(MS Excel)을 이용한 AHP 활용<br />

2006-05-19 18:37:47<br />

이전 포스트(http://yjhyjh.egloos.com/33462)에 이어서, AHP (Analytic Hierarchy<br />

Process)에 대한 두번째 포스트를 시작하자.<br />

AHP는 분명 강력하고 논리적인 도구이기는 하지만, 계산이 자동으로 되어야<br />

효율적으로 사용될 수 있다.<br />

가중치 산정해야 하는 요소가 5개 미만이라면 좀 고생스럽더라도 그냥 연필로<br />

계산하면 될 것이다. 하지만, 10 by 10 쌍대행렬이 나온다던지, 2중 3중으로 고<br />

려해야하는 요소의 계층이 구성되어 있는 경우에도 연필로 종이에 계산을 하려<br />

고 하는 모습은 별로 현명해 보이지 않는다.<br />

게다가, 연구기획 일을 하다보면 가중치 산정작업이 왕왕있다. 그러므로, 쓸만<br />

한 AHP 툴 하나정도는 들고 있으면 정말 좋을 것이다.<br />

내 블로그 전체에서 주장하듯이, 나중에 파워풀한 시스템을 사달라고 조르더<br />

라도 시작은 주어진 자원으로 해내야 한다. 결국 또 엑셀(MS Excel)이 가장 만<br />

만한 도구가 된다.<br />

엑셀 VBA를 이용하여 약간의 프로그래밍을 하면 꽤 쓸만한 AHP 툴을 만들 수<br />

있다.<br />

여기서 잠깐!<br />

물론 비주얼베이직까지 안쓰고 엑셀의 기본기능을 이용해서 행렬곱을 계산하<br />

고, 연산을 수행할 수도 있다.<br />

하지만 행렬곱을 구하는 방법이 F2키 누르고 Shift+Ctrl+Enter누르고... 그다<br />

지 심플하지는 않을 뿐더러, 그 이후의 연산도 다시 일일이 해야 한다.<br />

내가 원하는 것은 결과넣으면 내가 원하는 위치에 답이 탁탁 나오는 툴(tool)이<br />

었다.<br />

그렇게 만든 엑셀파일은 Figure 1.과 같다.<br />

AHP Manual | 6


Figure 1 ><br />

<br />

• 하얀색 부분에 비교결과를 입력한 후, 상단의 ’AHP Calculating Start’버<br />

튼을 눌러주면, 노란색으로 시된 결과란에 가중치(Weight)를 산정해 준<br />

다.<br />

• 15 by 15 행렬까지 처리 가능하다. (더 큰 행렬은 아직 실전에서 써본적은<br />

없지만, 필요하다면 코드만 약간 고치면 된다.)<br />

• 비교값은 3점 척도를 사용하건, 7점 척도를 사용하건 얼마든지 적용할 수<br />

있다.<br />

• 우측 상단에는 ’Consistency Index’도 산정해준다.<br />

< Consistency Index ><br />

’Consistency Index’는 비교수행자가 얼마만큼의 일관성을 가지고 결과를 적었<br />

는가를 보여주는 지표이다.<br />

약자로 CI라고도 부른다.<br />

예를 들어보자. 어떤 사람이 A는 B보다 중요하고, B는 C보다 중요하다고 말해<br />

놓고, A는 C보다는 덜 중요하다라고 비교를 했다면, 그 사람은 일관성이 있다<br />

고 볼 수 없다. 그리고 그런 사람이 도출한 결론은 그만큼 신뢰성이 떨어진다.<br />

이런 응답에 있어서의 논리적인 모순을 잡아내는 것이 ’Consistency Index’이<br />

다.<br />

응답자가 논리적으로 모순을 유발하게 되면 ’Consistency Index’가 증가하게<br />

된다.<br />

그러므로, ’Consistency Index’가 지나치게 높게 나오면 응답자의 수준이나 자<br />

격을 의심해보아야 하며, 그 결과의 신뢰성이 그만큼 떨어진다고 염두에 두어<br />

야 한다.<br />

응답자가 해당 Factor와 분야에 대한 전문성이 높을 수록, ’Consistency Index’는<br />

낮게 나온다고 한다. 통상, CI가 0.1이상이면 응답자의 답변을 신뢰할 수<br />

7 | http://yjhyjh.egloos.com


없다고 본다.<br />

Figure 2는 ’Consistency Index’의 산정법이다.<br />

< Figure 2 ><br />

<br />

• 모든 값에 1이 들어가있다는 말은 모두 똑같이 선호한다는 의미가 된다.<br />

• 그러므로 당연히 모든 Factor의 가중치는 0.167로 같게 결과가 도출 된<br />

다. (물론, 이 6개의 가중치의 합은 1이다.)<br />

• 이 행렬에는 논리적인 모순이 전혀 없으므로 ’Consistency Index’는 0이<br />

된다.<br />

< AHP 적용을 위한 설문조사의 예 ><br />

AHP를 고려해서 작성된 설문조사는 어떤 모양을 띄게 될까<br />

당연히 쌍대비교를 수행하도록 설문항목이 구성된다. (쉽게 이야기 하면 Fig-<br />

AHP Manual | 8


ure 1.의 하얀색 행렬cell을 채우기 위한 질문)<br />

6개의 Factor에 대한 가중치 산정이 필요한 경우에 대한 5점 척도 설문지를 작<br />

성해보자.<br />

설문지는 Figure 3과 같이 만들어 질 것이고, 전문가는 해당 비교평가란에 V표<br />

를 한다.<br />

< Figure 3 ><br />

전문가가 여러명이면 각 전문가의 의견을 통합하여 하나의 sheet로 구성해<br />

서 사용하면 된다.<br />

점수가 나왔다면, 이것을 엑셀로 만든 AHP 툴에 입력한다.<br />

입력하여 결과를 도출해보면 Figure 4와 같이 나타난다.<br />

< Figure 4 ><br />

9 | http://yjhyjh.egloos.com


Factor 2가 상대적으로 가장 중요한 요소임이 밝혀졌다.<br />

중요도는 Factor 2, 6, 3, 5, 1, 4 순서대로이며, 물론 이들간의 대소비교도 가능<br />

하다.<br />

CI는 0.0631로 수용할만 하다.<br />

<br />

제가 AHP 툴(엑셀 프로그램)을 업로드 해놓았으니 사용해보기 바랍니다. (아<br />

래 링크 클릭)<br />

AHP Calculator with CI.xls<br />

사용은 무료지만 다운로드할 때 댓글은 달아주는 센스를 부탁드립니다. ˆˆ;<br />

P.S.<br />

AHP(AnalyticHierarchy Process) 기법 완전정복포스트(http://yjhyjh.egloos.com/366791)에<br />

서 AHP Manual 파일을 다운로드 받으실 수 있습니다.<br />

AHP Manual | 10


AHP 수행시 다수의 의견을 합산하는 법<br />

2006-08-24 11:16:56<br />

내 블로그를 참조하신 분 가운데 한분이 AHP(Analytic Hierarchy Process)<br />

기법의 적용과정에서 부딛친 어려움에 대한 질문이 이메일로 보내주셨다.<br />

답변을 해드리면서, 이와 같은 문제를 그분만 경험하진 않을 듯하여, 답변 내용<br />

을 정리해서 올린다.<br />

그분의 질문 핵심은 다음과 같다.<br />

• 양군님의 엑셀프로그램을 통해 한 명의 의견에 대한 가중치를 구할 수는<br />

있는데요.문제는 다수의 의견을 어떻게 합산하느냐의 문제가 도대체 논<br />

문들을 읽어봐도 이해가 잘 안됩니다.<br />

그렇다.<br />

다수의 의견을 어떻게 합산하여 AHP를 돌리느냐가 오늘 포스트의 주제다.<br />

AHP 설문지 sheet를 보시면 5점 척도 내지는 7점 척도로 쌍대비교를 시킨다.<br />

(http://yjhyjh.egloos.com/33525 참조)<br />

이때 측정수준은 Ordinal Scale이 아닌 Interval Scale이어야 한다. 즉, 각 구간<br />

이 일정한 규칙을 가지고 있어서 정량적 수준비교를 할 수 있어야 한다. (자세<br />

한 내용은 http://yjhyjh.egloos.com/249715 참조)<br />

Interval Scale로 설문이 취합 되었다면, 각 구간의 편차가 의미가 있게 된다.<br />

따라서, 각 설문자의 의견 편차의 평균은 의미를 가질 수 있다.<br />

또한, 평균이 Scale과 Scale의 사이 어디 쯤에 있더라도, 그 수치를 AHP에 입력<br />

하는 것이 가능하다.<br />

예를 들면,<br />

"매우중요(3점)", "중요(2점)", "보통(1점)", "중요하지 않음(1/2점)", "전혀 중<br />

요하지 않음(1/3점)" 이라는 기준으로 점수를 회수 했다면... 매우중요와 중요<br />

사이의 2.4점 이라는 점수도 사용할 수 있다는 것이다.<br />

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AHP 계산 로직에 따르면, 이와 같은 중간지점의 수치 입력은(설문지 설계만 정<br />

확했다면) 더욱 정교한 가중치 결과를 보증한다고 볼 수 있다.<br />

다수의 의견을 모아서 하나로 만들기 위해서는 평균을 사용하게 된다.<br />

Interval Scale을 통한 설문결과를 평균을 낼 때, 산술/기하/조화평균이 모두 사<br />

용될 수 있다. (최빈값이나 중앙값도 고려의 대상은 될 수 있겠지만, 설문응답<br />

수가 충분히 많아야 의미가 있을 것이다. 하지만, AHP를 위한 설문은 최상위 전<br />

문가를 대상으로 하기 때문에 통상적으로 수십개 이하이므로 사용안할 가능성<br />

이 높다.)<br />

이때, AHP의 Interval Scale은 쌍대비교를 위한 ’a가 b보다 n배 중요하다’라는<br />

논리로 만들어진다는 점에 주목해야 한다.<br />

구간의 편차가 n씩 증가하는 것이 아니라 n배씩 증가하는 것이므로, 산술평균<br />

보다는 기하평균이 더 의미가 있을 것으로 생각된다.<br />

(질문해주신 분에 따르면, AHP에서는 산술평균보다는 기하평균을 이용해야<br />

한다는 논문이 있다고 한다.)<br />

결론적으로 다수의 의견을 반영해서 AHP를 돌리는 방법(절차)은 아래와 같<br />

다.<br />

(1) AHP 설문 sheet를 만들때 정확한 Interval Scale로 디자인 하고,<br />

(2) 회수된 다수의 설문결과의 기하평균을 내서 각 쌍대비교값을 단일화 시키<br />

고,<br />

(3) 단일화된 결과를 모아서 AHP로직을 한번에 돌리면 된다.<br />

여기에 덤으로, 하나 더 미리 알고 주의하셔야 할 점이 있다.<br />

AHP의 가중치 편차는 Interval Scale의 범위를 어떻게 설정하는가에 따라서 달<br />

라질 수 있다는 것이 그것이다.<br />

예를들면,<br />

"매우중요(3점)", "중요(2점)", "보통(1점)", "중요하지 않음(1/2점)", "전혀 중<br />

요하지 않음(1/3점)"<br />

AHP Manual | 12


과<br />

"매우중요(6점)", "중요(3점)", "보통(1점)", "중요하지 않음(1/3점)", "전혀 중<br />

요하지 않음(1/6점)"<br />

은 똑같이 구간 차이가 n배가 나는 Interval Scale이지만, 그 결과값은 다르게<br />

된다.<br />

후자가 가중치 편차가 커진다.<br />

이러한 특징은 설문지 작성에 신경을 많이 쓰셔야 하는 부분이 된다.<br />

모쪼록, 많은 연구/기획자 분들이 AHP를 쉽게 이용하는데 도움이 되길 바라<br />

며...<br />

P.S.<br />

AHP(AnalyticHierarchy Process) 기법 완전정복포스트(http://yjhyjh.egloos.com/366791)에<br />

서 AHP Manual 파일을 다운로드 받으실 수 있습니다.<br />

13 | http://yjhyjh.egloos.com


AHP Manual | 14


AHP Manual<br />

http://yjhyjh.egloos.com<br />

펴낸날 : 2007. 12. 16.<br />

지은이 : 딸기우유<br />

펴낸곳 : 이글루스<br />

이 책은 지은이와 egloos.com의 동의 없는<br />

무단 전재 및 복제를 금합니다.<br />

published by egloos.com in Seoul, Korea

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